Возможности для людей с ограниченными возможностями

         Процесс обучения студентов с ограничениями по здоровью имеет свои особенности:

1) Сокращение количества часов учебной нагрузки;

2) Режим обучения;

3) Ограничение возможности развития творческих способностей;

4) Практической подготовки, и в первую очередь, учебных экспериментов;

5) Нерегулярность посещения учебных занятий, связанных с ограничением передвижения;

6) Информационных и иллюстративных возможностей преподавателей в учебном процессе;

         Для лиц с ограниченными возможностями часто единственным шансом получить образование является система дистанционного обучения. Так же рекомендуется применять в обучении программы: SpeechViewer - Видимая речь, Дельта 130 и аудиокниги.

 

 

4. Карта учебно-методического обеспечения дисциплины

Ф.И.О автора	Наименование учебно-методической литературы	Издательство, год издания	Количество экземпляров в библиотеке
Симонович С.В.	Информатика	СПб., 2004	1
Могилев А.В. и др.	Информатика	М.: Академия, 2003.	3
Грузин В.	Информатика	Астана: Фолиант, 2010.	1
Даулеткулов А.Б.	Основы программирования на языке Паскаль: Алгоритмизация и программирование.	Алматы: ИНТ, 2004.	30
Джапарова Г.А.	Основы информатики	Алматы: Экономика, 2004	20
Каймин В.А.	Информатика	М.: ИНФРА-М, 2003.	2
Салтанова Г.А. и др.	История информатики и вычислительной техники	Атырау: АГУ им. Х.Досмухамедова, 2006	1
Камардинов О.	Информатика	Алматы: Қарасай баспасы, 2006.	2
Королева Н.В., Кайдаш И.Н.	Информатика	Алматы: Бастау, 2012.	5
Е.К.Балапанов и др.	Толковый словарь по информатике	Алматы: ИНТ, 2003.	1
Королева Н.В., Кайдаш И.Н.	Информатика	Алматы: Бастау, 2012	15
Байжұманов М.Қ., Жапсарбаева Л.Қ.	Информатика. Оқу құралы	Астана: ЭВЕРО, 2004.	2
Исаев С.Ә., т.б.	Компьютерлік технология негіздері курсына арналған практикум	Алматы: Абай ат. АлМУ, 2000	2
Қабылхамит Ж. Т.	WINDOWS 9х/2000 жүйелеріндегі дербес компьютерде орындауға арналған жаттығулар жинағы	Атырау: Х.Досмұхамедов атындағы, АМУ, 2008.	10
Лапчик М.П. и др.	Методика преподавания информатики. Учебное пособие для студентов	М.: Академия, 2001	10
Мұхамбетова Ш.Қ.	Информатика пәнінен 500 сауалнама сұрақтары. Оқу-әдістемелік құрал	Атырау: Сервис К, 2010	1
Камардинов О.	Информатика	Алматы: Қарасай баспасы, 2006.	2

5. Методические рекомендации по изучению дисциплины

 

Для обучения современным средствам и методам обработки информации используются следующие виды занятий: лекции, лабораторные и самостоятельные занятия.

Лекции обеспечивают теоретическое изучение дисциплины и являются одним из важнейших видов учебных занятий. На лекциях излагается основное содержание курса, проводится анализ современных средств обработки информации и их применения.

На лабораторных занятиях обучаемые овладевают основными методами и приемами самостоятельной работы с применением современных средств обработки информации. На лабораторных занятиях могут также сообщаться дополнительные теоретические сведения.

Преподаватель на лабораторных занятиях контролирует знания обучаемых по теоретическому материалу, изложенному на лекциях, и результаты самостоятельного выполнения ими задач.

Самостоятельная работа студентов включает самостоятельные занятия под руководством преподавателя и самостоятельную работу. Самостоятельная работа состоит из систематического закрепления теоретического материала, выполнения текущих заданий на ПЭВМ и подготовке к выполнению рефератов, рубежного и итогового контроля. При кредитной системе обучения предъявляются высокие требования к повышению качества организации самостоятельной работы студента, которая включает выполнение различных домашних заданий.

Дисциплина «Алгоритмизация и основы программирования» является основой для всех дисциплин, в которых применяются современные средства обработки информации.

Лекционный комплекс

 МОДУЛЬ 1. Программные средства персонального компьютера (ПК)

Лекции №1-№2. Предмет курса, его цели и задачи. Понятие о программном обеспечении ПК. Диалоговые средства связи пользователей с ПК.

Цель лекции: Дать понять студентам о предмете курса, его целях, о программном обеспечении ПК.

Ключевые слова:  Алгоритм, Программа, Язык программирования, Транслятор.

 

1. Введение. Цели и задачи курса «Алгоритмизация и основы программирования».

2. Роль вычислительной техники в компьютерных системах обработки информации и управления.

1. Введение. Язык программирования Паскаль разработан профессором Цюрихского технологического института Никлаусом Виртом в 1969-71 годах для обучения студентов структурному программированию. Идеи, заложенные в основу создания языка, позволили фирме Borland International значительно расширить алгоритмические средства языка, а удобный интерфейс (меню команд) и высокая скорость компиляции (процесса перевода текста программы в машинные коды) сделали язык Турбо-Паскаль (Turbo-Pascal) одним из самых распространенных среди начинающих и профессиональных программистов.

Процесс программирования начинается, как правило с составления алгоритма - последовательности операций, описывающих процесс решения задачи. Графическая запись алгоритма представляется в виде блок-схемы. Составление алгоритма заключается в логическом описании процесса решения задачи и требует знания элементов математической логики. Следует отметить, что программированию предшествует важнейший этап - постановка задачи. Постановка задачи может включать широкий спектр вопросов (разработка математических и физических моделей, вывод расчетных формул и т. п.). Программист должен четко представлять явление или формулу, которые он алгоритмизирует.

Программирование заключается в записи алгоритма на языке программирования и отладке программы. Текст программы записывается в текстовом редакторе, затем программа компилируется - переводится транслятором (переводчиком) в машинные коды и запускается на выполнение. Процесс отладки программы начинается с выявления:

1. синтаксических ошибок в тексте (неверно записанных операторов),

2. ошибок при выполнении программы (недопустимые математические действия, операции с числами, превосходящими предельные значения),

3. алгоритмических ошибок (неверно составлен или запрограммирован алгоритм), и заканчивается, как правило написанием новой программы, поскольку каждый программист знает, что программу можно усовершенствовать до бесконечности, а отлаженную программу лучше не изменять.

Цель курса - обеспечение и приобретение знаний и умений студентами в разработке эффективных алгоритмов решения задач, фактическое применение инструментальных средств, позволяющих peaлизовывать, отлаживать и запускать в работу алгоритмы решения различных задач или снабжать приложения необходимыми функциональными возможностями.

Задачи курса - обучение студентов основам алгоритмизации задач, построению эффективных алгоритмов, основам программирования на современных языках высокого уровня; изучение возможностей современных технологий и перспектив их развития.

Минимум знаний, умений и навыков: освоить методы разработки алгоритмов и программ для решения задач; иметь практические навыки работы по использованию современного программного обеспечения, современной вычислительной техники; знать основы и перспективы развития новых технологий.

Автоматизированные системы обработки информации структурируются по видам обеспечения: математическое обеспечение, программное обеспечение, техническое обеспечение, информационное обеспечение, организационное обеспечение, методическое обеспечение.

Математическое обеспечение - это совокупность математических методов, математических моделей и алгоритмов обработки информации, необходимых для выполнения прикладных процедур конкретной предметной области автоматизации.

Программное обеспечение - совокупность машинных программ, необходимых для выполнения автоматизированных процедур обработки информации. Среди этой совокупности выделяются программы для организации функционирования технических средств, т.е. для планирования и управления вычислительным процессом, распределения вычислительных ресурсов между многими пользователями. Эта часть представляет общесистемное программное обеспечение (ПО). Общесистемное ПО создается для многих приложений и не отражает специфику предметной области. Эта специфика находит отражение в базовом и прикладном ПО. В базовое ПО входят программы, обеспечивающие функционирование прикладных программ. В прикладном ПО реализуется математическое обеспечение для непосредственного выполнения автоматизированных процедур обработки информации. Часто прикладное ПО реализуется в виде пакетов прикладных программ (ППП).

Техническое обеспечение (ТО) представляет совокупность технических средств, предназначенных для выполнения автоматизированных процедур обработки информации. ТО делится на группы средств: программной обработки данных, подготовки и ввода данных, отображения и документирования, архива информации, передачи данных. Средства программной обработки данных представлены процессорами и запоминающими устройствами, в которых реализуется программная обработка данных, программное управление и вычисления. Средства подготовки, ввода, отображения и документирования данных служат для общения человека с ЭВМ. Средства архивирования представлены внешними запоминающими устройствами. Средства передачи данных используются для организации связей между территориально удаленными ЭВМ и терминалами (оконечными устройствами).

Информационное обеспечение включает информацию для обработки и хранения. Информация об объектах автоматизации представляется в виде документов на машинных носителях, содержащих все необходимые для процедур обработки информации сведения справочного характера, сведения о текущем состоянии объекта автоматизации и т.п. Основная составная часть ИО - банк данных, состоящий из базы данных (БД) и системы управления базой данных (СУБД). БД - сами данные, находящиеся на машинных носителях информации, т.е. в запоминающих устройствах ЭВМ и структурированные в соответствии с принятыми в БД правилами. СУБД - совокупность программных средств, обеспечивающих функционирование банка данных. С помощью СУБД производится запись данных в базу, их выборка по запросам пользователей и прикладных программ, обеспечивается защита данных от искажений и от несанкционированного доступа и т.п.

Лингвистическое обеспечение - это язык общения проектировщика с ЭВМ. В некоторых автоматизированных системах это очень простой язык, не требующий значительной подготовки пользователя к работе с системой. В других автоматизированных системах язык общения пользователя с ЭВМ достаточно сложен и требует высокой квалификации от пользователей. Например, в развитых САПР таких языков может быть несколько, причем каждый из них основывается на правилах формализации естественного языка и использует методы сжатия и развертывания текста.

Методическое обеспечение составляют документы, регламентирующие состав, правила отбора и эксплуатации средств автоматизированной обработки информации. Допускается и более широкая трактовка понятия методического обеспечения, при котором под ним понимается совокупность математического, лингвистического обеспечения и названных документов, регламентирующих правила использования средств автоматизации.

Организационное обеспечение включает положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалификационные требования и другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделений организаций-пользователей ПО и взаимодействие подразделений с комплексом средств автоматизации.

Следует отметить, что в виде программ реализуются такие виды обеспечения автоматизированных систем, как математическое, информационное и лингвистическое, не говоря уже о собственно программном обеспечении. Это свидетельствует о преобладании в структуре автоматизированных систем обработки информации программной и технической составляющей. Эти составляющие известны с момента появления вычислительной техники как HardWare (техническая составляющая) и SoftWare (программная составляющая). Развитие вычислительной техники происходило таким образом, что на ранних этапах в стоимости ЭВМ преобладала стоимость технических средств. После появления вычислительной техники на быстрых интегральных схемах (БИС) и сверхбыстрых интегральных схемах (СБИС) стоимость технических средств в составе вычислительной техники начала снижаться и современный этап развития вычислительной техники характеризуется преобладанием стоимости программного обеспечения. Кроме этого на рынке вычислительной техники сильна конкуренция, что приводит к быстрому моральному старению как технической, так и программной составляющей. В связи с этим обстоятельством особенно важным становится снижение сроков разработки программных средств, что, в свою очередь, требует коллективного труда при создании ПО.

В заключение хотелось бы отметить то обстоятельство, что в разных автоматизированных системах обработки информации “вес” разных видов обеспечения различный. Так, в системах автоматизированного проектирования (САПР), пожалуй, самой важной составляющей является математическое обеспечение, т.к. при проектировании объект проектирования не существует физически, а представления о будущем объекте существуют в виде его математических моделей. В информационных и банковских системах обрабатываются и хранятся большие объемы информации, поэтому для них наиважнейшее значение имеет организация баз данных, т.е. информационное обеспечение.

Вопросы для самоконтроля:

1. Автоматизированные системы обработки информации структурируются по видам обеспечения?

2. Что такое математическое обеспечение?

3. Что такое программное обеспечение?

4. Что такое техническое обеспечение?

5. Что такое информационное обеспечение?

6. Что такое лингвистическое обеспечение?

7. Что такое методическое обеспечение?

8. Что такое организационное обеспечение?

Рекомендуемая литература:

 Основная литература [1-14].

 

 

Лекции №3-№4. Программные средства персонального компьютера (ПК)

 

Цель лекции: Рассказать студентам про программные средства ПК.

Ключевые слова:  Переменная, Интерпретатор, Объектно-ориентированный язык программирования.

1. Методы автоматизации программирования.

2. Алгоритмические языки и требования, предъявляемые к нему. Назначение алгоритмического языка и объектно – ориентированного программирования. Понятие о программном обеспечении ПК и требования, предъявляемые к нему. Диалоговые средства связи пользователей с ПК. Интегрированные системы программирования.

 

1. Развитие числового программного управления оборудованием в значительной степени связано с разработкой методов и систем автоматизированной подготовки (САП) УП с помощью ЭВМ.

Ручная подготовка УП состоит из следующих элементов:

· разработки маршрутной технологии (определить, какие операции и на каких станках необходимо произвести, чтобы исходная заготовка приняла черты готовой детали с учетом требуемого качества);

· разработки технологии обра­ботки (установить виды переходов, инстру­ментов, режимы резания при обработке каж­дым инструментом);

· обработки геомет­рической информации, в результате которой находится траектория движения каждого инструмента. Здесь должны учитываться воз­можности системы ЧПУ, т.е. виды интерполя­ции, которые можно осуществить;

· записи УП в символах принятого кода;

· записи УП на программоноситель;

· контроля, от­ладки и редактирования УП.

Если все названные этапы выполняются с помощью ЭВМ, то можно говорить о пол­ной автоматизации подготовки УП. Однако и в этом случае переходы от этапа к этапу реализуются технологом-программистом пу­тем разработки соответствующего математи­ческого обеспечения (МО). САП решает технологические и геомет­рические задачи, необходимые для подготов­ки УП обработки деталей.

С помощью ЭВМ решаются, например, такие геометрические задачи: вычисление ко­ординат опорных точек обрабатываемых кон­туров; аппроксимация криволинейных по­верхностей, реализация которых невозможна имеющимися в системе ЧПУ интерполяторами; расчет параметров эквидистант; учет износа инструмента и т.д.

Отдельные модули МО объединяются в системы, предназначенные для различных технологических групп станков. Необходи­мость подразделения САП по технологичес­ким признакам вызвана существенными раз­личиями процессов обработки на токарных, фрезерно-расточных, шлифовальных и дру­гих станках. Существующие отечественные и зарубежные САП различаются по технологи­ческому назначению, области применения, ви­дам задач, решаемых с помощью ЭВМ, типу применяемой ЭВМ (универсальные или спе­циализированные). При разработке МО для САП решаются следующие задачи: 1) выбор вход­ного языка для описания типовых траекторий. Входной язык должен охваты­вать все возможное многообразие траекторий при минимальном и наиболее естественном словарном наборе; 2) разработка алгоритмов преобразования.

2. Алгоритмические языки и требования, предъявляемые к нему

Искусственная система языковых средств, обладающая выразительными возможностями, достаточными для того, чтобы с ее помощью можно было задать любое принадлежащее заранее очерченному классу детерминированное общепонятное предписание, выполнение которого ведет от варьирующих в определенных пределах исходных данных к искомому результату. Такого рода предписания носят название алгоритмов, откуда и сам термин «алгоритмический язык». В систематическое употребление он был введен в 1958 Г.Боттенбрухом. Исторически понятие алгоритмического языка сформировалось в 50-х гг. 20 в. в процессе становления компьютерного программирования как самостоятельной научной дисциплины. Однако теоретические истоки этого понятия прослеживаются еще в работах 30-х гг. С.К.Клини, Э.Л.Поста, А.М.Тьюринга и А.Черча по уточнению общего математического понятия алгоритма. В настоящее время теория алгоритмических языков, а также проблематика, связанная с их разработкой и использованием, составляет один из важнейших разделов информатики.

В логико-лингвистическом и гносеологическом аспекте алгоритмические языки представляют собой одну из моделей императива (повелительного наклонения), и потому выступают, с одной стороны, как средство фиксации операционного знания, а с другой – как инструмент машинной, человеко-машинной или даже просто человеческой коммуникации. За короткий промежуток времени алгоритмические языки превратились в новое познавательное средство, органически вошедшее в научную и практическую деятельность человека. Обычно к ним предъявляется требование «универсальности», заключающееся в том, что должна иметься возможность моделирования с их помощью любых алгоритмов из числа тех, которые дают какое-либо уточнение общего понятия алгоритма (напр., машин Тьюринга). Абсолютная точность синтаксиса алгоритмического языка необходима не во всех случаях. Она обязательна в рассмотрениях содержательного характера. Но в определенных ситуациях (напр., когда тексты, записанные на каком-либо алгоритмическом языке, начинают выступать в роли средства общения с компьютером) этот алгоритмический язык должен быть оформлен в виде соответствующего формализованного языка с четко описанным синтаксисом и точно заданной семантикой его грамматических категорий. Центральное место в таких алгоритмических языках занимают тексты, называющиеся программами (собственно говоря, именно они и выражают понятие алгоритма). Понятие программы формулируется в чисто структурных терминах синтаксиса этого языка, без какого-либо обращения к смысловым категориям. Точно такой же характер носит и описание процедуры выполнения программы. Поэтому в роли исполнителя алгоритмов, записанных на формализованных алгоритмических языках, может выступать не только человек, но и наделенное соответствующими возможностями автоматическое устройство, напр., компьютер. «Теоретические» алгоритмические языки (такие, как язык машин Тьюринга или нормальных алгоритмов Маркова) лежат в основе общей теории алгоритмов.

«Практические» алгоритмические языки – т.н. языки программирования для компьютеров (в настоящее время их известно более тысячи) – используются в практике машинного решения самых разнообразных по своему характеру задач. На ранней стадии программирования употреблялись «машинно-ориентированные» алгоритмические языки (т.н. языки «низкого уровня»), учитывавшие структуру или даже характеристики конкретных вычислительных машин (систему команд, особенности и структуру памяти и т.п.). Потом им на смену пришли «проблемно-ориентированные» алгоритмические языки (языки «высокого уровня»), освободившие пользователя от необходимости ориентироваться на машины определенного типа и тем самым придавшие его усилиям гораздо большую математическую направленность. Дальнейшим развитием идеи алгоритмического языка явились языки программирования более общего, не обязательно алгоритмического характера. Как и алгоритмические языки, такие языки в конечном счете тоже нацелены на получение машинных программ, но во многих случаях их тексты допускают определенную свободу в выполнении и, как правило, дают лишь материал для синтеза искомых алгоритмов, а не сами эти алгоритмы. Все убыстряющееся проникновение вычислительных машин в научную, культурную и социальную сферы ведет к значительному повышению роли алгоритмических языков в жизни общества, и это выражается, в частности, в том, что алгоритмы и реализующие их программы (т.е., в конечном счете, тексты на некоторых алгоритмических языках) все более и более приобретают характер реальных ресурсов экономического, научного и культурного потенциала общества, что в свою очередь вызывает к жизни значительное количество серьезных методологических и гносеологических проблем. Кроме того, все расширяющееся (вплоть до обиходного) пользование алгоритмическими языками приводит к установлению особого стиля мышления, и соотношение мышления такого рода с традиционным математическим тоже представляет собой важную и мало разработанную методологическую проблему.

Исторически сложилось так, что программирование возникло и развивалось как процедурное (структурное) программирование. Процедурное программирование предполагает, что основой программы является алгоритм, процедура обработки данных. Объектно-ориентированное программирование (ООП) представляет собой новый этап развития современных концепций построения языков программирования. Многие понятия объектно-ориентированного программирования выглядят достаточно непривычно для программистов, не сталкивавшихся с ними ранее. В основе ООП лежит понятие объекта, сочетающего в себе данные и действия над ними. В настоящее время объектно-ориентированная Программирование на алгоритмических языках получила широкое распространения. Существуют языки программирования, для которых ООП является методологической основой, - так называемые чистые объектно-ориентированные языки. Кроме того, к настоящему времени многие распространённые языки, первоначально рассчитанные на традиционный подход к программированию, содержат ряд объектно-ориентированных расширений. В язык программирования Turbo Pascal объектно-ориентированное расширение было внедрено фирмой Borland начиная с версии 5.5.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое автоматизация программирования?

2. Что такое алгоритмический язык?

3. Что такое абсолютная точность синтаксиса алгоритмического языка?

Рекомендуемая литература:

Дополнительная литература: [1]-[9].

 

МОДУЛЬ 2.  Основы алгоритмизации задач.

 

Лекции №5-№6.   Основы алгоритмизации задач.

Цель лекции: Научить студентов основам алгоритмизации задач.

Ключевые слова: Алгоритмизация, Блок-схема, Константа.

1. Определение алгоритма. Способы описания алгоритмов.

2. Правила оформления блок-схем алгоритмов. Разновидности структур алгоритмов.

 

1. Алгоритм – это инструкция о том, в какой последовательности нужно выполнить действия при переработке исходного материала в требуемый результат. [последователь­ность точных предписаний, понятных исполните­лю (компьютеру, роботу и пр.), совершить последо­вательность действий, направленных на достиже­ние конкретного результата].

Наряду с понятием алгоритма используют термин алгоритмизация, под которой понимают совокупность приемов и способов составления алгоритмов для решения алгоритмических задач.

Часто алгоритм используется не как инструкция для автомата, а как схема алгоритмического решения задачи. Это позволяет оценить эффективность предлагаемого способа решения, его результативность, исправить возможные ошибки, сравнить его еще до применения на компьютере с другими алгоритмами решения этой же задачи. Наконец, алгоритм является основой для составления программы, которую пишет программист на каком-либо языке программирования с тем, чтобы реализовать процесс обработки данных на компьютере.

Неотъемлемым свойством алгоритма является его результативность, то есть алгоритмическая инструкция лишь тогда может быть названа алгоритмом, когда при любом сочетании исходных данных она гарантирует, что через конечное число шагов будет обязательно получен результат.

На практике получили известность два способа изображения алгоритмов:

в виде пошагового словесного описания;

в виде блок-схем.

Первый из этих способов получил значительно меньшее распространение из-за его многословности и отсутствия наглядности. Второй, напротив, оказался очень удобным средством изображения алгоритмов и получил широкое распространение в научной и учебной литературе. Именно этот способ будет использован ниже при составлении и описании алгоритмов.

Свойства алгоритма:

1. Определённость - каждая конструкция алгоритма должна пониматься однозначно и недвусмысленно.

2. Выполнимость - все операции должны быть достаточно элементарны, чтобы их мог за конечное время выполнить человек. Конечно, с учётом сложности алгоритма, это время может оказаться очень большим, однако ручная отладка - пошаговое выполнение алгоритма на бумаге - зачастую оказывается весьма эффективной.

3. Конечность - совокупность инструкций алгоритма может быть выполнена за конечное время.

4. Массовость - алгоритм можно использовать для решения задач, различающихся исходными данными.
О массовости часто забывают начинающие программисты. Но действительно, программа, которая умеет лишь вычислять 2*2 - никуда не годится! Так же, как графический редактор, работающий строго с изображениями размером 10*10 пикселов.

5. Эффективность алгоритма оценивается по двум критериям: времени выполнения и объёму занимаемой памяти. Эффективность - не абсолютное, а относительное понятие, её можно определить в сравнении с другим алгоритмом для решения той же задачи.

Существует три вида алгоритмов: линейный, разветвляющийся, циклический.

Типы записи алгоритмов:

· логическая структура на естественном языке

· блок-схема

· программа на псевдокоде (усреднённом алгоритмическом языке)

· программа на одном из языков программирования

Задача: пользователь вводит число n. Если оно меньше или равно нулю, программа просто завершается, если же нет, то мы выводим строку "Hello, World!" n раз.